CN1265398C - 透明导电膜的图案形成方法 - Google Patents
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Abstract
一种透明导电膜的图案形成方法，其特征是，由在基板表面将分散了铂族元素的特定的溶液涂布成规定形状的敏化处理工序、用于使所述铂族元素固定在基板表面的退火处理工序、将所述基板以规定时间浸渍在锡镀覆液中而在实施了所述敏化处理的位置上堆积锡的导电膜的成膜工序、对该锡的导电膜进行氧化处理而获得透明导电膜的氧化工序构成，本发明可以提供电传导性、透光性良好并且电极图案的形成容易的透明电解膜的图案形成方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种透明导电膜的图案形成方法，特别涉及适用于液晶显示装置等泄漏电磁波遮蔽膜和各种电子设备的透明电极等的形成中的透明导电膜的图案形成方法。
背景技术
一直以来，透明电极被用于液晶显示装置或电致发光显示装置等的泄漏电磁波遮蔽膜和各种电子设备的透明电极等中。
作为此种透明电极的形成方法，有专利文献1中所列举的方法。专利文献1中所记述的透明电极形成方法是利用蒸镀或溅射等，在透明基板的表面形成含有氧化锡或氧化锌的透明电极。
这样形成的透明电极由于电传导性较低，因此需要利用低电阻金属来设置辅助电极。辅助电极的形成是用光刻胶覆盖所述透明电极的表面，将特定位置的光刻胶切除，从而将所述透明电极蚀刻成特定形状。在蚀刻后，通过将所述透明基板浸渍在非电解镀液中，对所述透明基板整体实施镀覆处理。在镀覆处理后，通过除去所述光刻胶，在特定位置上形成具有低电阻金属的辅助电极的透明电极。
[专利文献1]
特开平5-151840号公报
但是，如上所述的透明电极不仅电传导性较低，而且光透过率也较低。另外，在为了增强电传导性而附加的辅助电极的形成方法中，由于操作工序较多，镀覆材料的浪费较多，因而生产效率较差。
发明内容
本发明的目的在于，提供电传导性、透光性良好并且透明电极的图案形成容易的透明电解膜的图案形成方法。
为了达成所述目的，本发明的透明电解膜的图案形成方法的特征是，具有：在基板表面形成由铂族元素制成的特定的敏感性图案的催化剂层形成工序；将所述基板浸渍在镀覆液中而利用非电解镀在所述敏感性图案的表面堆积锌或锡的氧化物的成膜工序；以及将堆积于所述敏感性图案的表面的氧化锌或氧化锡加热而制成透明导电膜的退火工序。
根据该方法，通过在由铂族元素制成的催化剂层上堆积锌或锡的氧化物，并通过进行退火处理而获得透明导电膜，就可以进行不损害电传导性而且透明性优良的透明导电膜的图案形成。
另外，也可以以如下内容为特征，即，具有：在基板表面形成由铂族元素制成的特定的敏感性图案的催化剂层形成工序；将所述基板浸渍在镀覆液中而在所述敏感性图案的表面上利用非电解镀堆积锌或锡的氧化物的成膜工序；以及在氧化气氛中将堆积于所述敏感性图案的表面上的锌或锡加热而使之氧化，制成透明导电膜的退火工序。
利用该方法也可以获得与所述方法近似相同的作用。
另外，在所述方法中，所述催化剂层形成工序可以由在所述基板表面上将分散了铂族元素的溶液涂布成特定的图案的涂布工序、将所述溶液加热固定在所述基板表面上的烧成工序构成。
通过采用此种方法，就不会在成膜工序中使铂族元素再次分散于镀覆液内。
另外，在所述方法中，所述催化剂层形成工序也可以由在基板表面上形成疏液膜的疏液膜形成工序、使所述疏液膜缺损成特定图案而得到亲液部的亲液工序、在所述亲液部上涂布分散了铂族元素的溶液的涂布工序、使所述溶液干燥固化的干燥工序构成。
如果采用此种方法，则不需要在涂布分散了铂族元素的溶液之后，进行烧成工序。
另外，分散了所述铂族元素的溶液的涂布也可以利用喷墨法进行。通过采用此种方法，就可以在基板上容易地形成规定图案。
另外，所述铂族元素可以是钯。即使在铂族元素中，钯在空气中或水中也极为稳定，耐腐蚀性强。另外，与适用作与钯相同的镀覆材料的铂、铑等相比，更为廉价。所以可以降低生产成本。
附图说明
图1是生成本发明的实施方式3的疏液膜的成膜处理装置的图。
其中，1...基板，10...成膜处理装置，12...真空室，14...绝缘体，16...高频电极，18...高频电源，20...处理台
具体实施方式
下面将对本发明的实施方式进行说明。
本发明之一的实施方式是通过在基板表面涂布分散了作为铂族元素的钯的溶液(以下称为钯分散液)，将所述溶液干燥后，浸渍于锡的镀覆液中而将镀锡堆积在所述溶液涂布表面，使该镀锡氧化，从而获得透明导电膜。
具体来说，分散了钯的溶液，是使用在浓盐酸中分散了氯化钯的溶液中添加水或醇而调节了浓度的溶液。作为基板，最好是对催化剂或镀覆液内的药品具有耐腐蚀性的透光性材料。例如，可以是利用玻璃、透明树脂制成的板状材料或薄膜材料。
首先，用醇等对所述基板表面进行清洗脱脂。清洗脱脂后，最好通过用浓硫酸等对基板表面进行蚀刻而使基板表面粗糙化，来改善镀膜的吸附性。
通过将所述钯分散液涂布在所述基板表面来进行基板表面的敏化处理(活化activating)。此时，最好在基板表面形成特定的图案。
在基板表面涂布了钯分散液后，使所述钯分散液干燥。在所述钯分散液干燥后，通过对所述基板表面进行加热烧成(退火处理)，将所述钯氧化而固定在基板表面。这样，即使将所述基板浸渍在后述的镀覆液中时，所述钯也不会分散在镀覆液中。另外，不采用所述退火处理，而在将锡(2)离子涂布在基板表面后涂布钯分散液，也可以使钯吸附在基板表面，进而可以进行稳定的镀覆处理(参照化学式1)。
[化1]
通过进行所述氯化钯的还原反应，钯即吸附在基板表面而被实施敏化处理(sensitizing+activating)。
在如所述那样将钯固定在基板表面后，通过将所述基板浸渍于锡的镀覆液中，以所述规定图案形状堆积镀锡而进行成膜。
锡镀覆液可以由例如硫酸锡、p-苯酚磺酸、硫脲、次亚磷酸钠、盐酸、N-十二烷基-N，N-二甲基-N-羧甲基甜菜碱、儿茶酚来组成。所述镀覆液的组成例如为如下配比即可。
硫酸锡 30g/l
p-苯酚磺酸 120g/l
硫脲 150g/l
次亚磷酸钠 60g/l
盐酸 0.2mol/l
N-十二烷基-N，N-二甲基-N-羧甲基甜菜碱
5g/l
儿茶酚 0.5g/l
如上所示的镀覆液虽然会因温度等而使得在基板表面堆积的镀层的厚度变化，但是，最好按照通过将所述基板浸渍30分钟左右，而在涂布了所述钯分散液的位置上以2000左右的厚度来堆积锡的镀层的方式，用醇或水等进行浓度调节。
对所堆积的锡镀层，通过在氧化气氛或大气中，利用UV照射、等离子体照射、闪光(光)照射等实施退火处理，就可以使锡镀层的表面氧化而获得透明导电膜。进行UV照射时，通过照射172nm的UV光15分钟，将大约1500的镀层透明化。在使用等离子体的情况下，最好以0.1Torr氧用200ppm进行。另外，在进行闪光退火的情况下，使实际加热温度达到500℃～600℃左右照射5发左右即可。
下面对本发明的实施方式2进行说明。
实施方式2和实施方式1中，虽然所使用的镀覆液不同，但是由于浸渍于镀覆液前的工序相同，因此该工序的说明省略。
与实施方式1相同，通过将表面固定了钯的基板浸渍于由硝酸锌和二甲胺甲硼烷(dimethylamine borane)构成的锌镀覆液中来进行成膜。
所述镀覆液的组成例如为以下的配比即可。
硝酸锌 0.1mol/l
二甲胺甲硼烷 0.03mol/l
通过将基板浸渍在所述组成的镀覆液中，在涂布了钯分散液的位置上如化学式2所示堆积氧化锌的镀层。
[化2]
所述锌镀覆液虽然受温度等影响，但是与实施方式1相同，最好按照以30分钟堆积2000左右的镀层的方式，利用醇或水等对浓度进行调整。
实施方式2中，由于要堆积的镀层为氧化锌，因此所堆积的导电膜已经具有透光性，因而即使不需要进行氧化工序，也可以获得形成了图案的透明导电膜。但是，通过对所述氧化锌的镀层进一步进行退火处理，可以获得具有更高透明性的导电膜。
下面对本发明的实施方式3进行说明。
实施方式3是添加了将实施方式1、2的钯分散液涂布成任意的图案的工序的前工序的方式。
本实施方式中，首先，利用疏液膜覆盖基板表面。作为疏液膜虽然没有特别限定，但是最好为例如氟类的疏液膜或硅类的疏液膜。
所述疏液膜的成膜按照以利用例如图1所示的成膜处理装置进行的等离子聚合来制成的方式即可。所述成膜处理装置10以具有真空泵22的真空室12为主要部分。在所述真空室12的内部，在其下表面上具有放置基板1的处理台20。该处理台20最好形成为可以进行温度调节。另外，在真空室12的上表面，夹隔绝缘体14，设有高频电极16。而且，所述高频电极16与高频电源18连接。
另外，真空室12与供给成膜原料的原料气供给装置40、供给用于促进成膜的气体、例如氩气的氩气供给装置24连接。原料气供给装置40由收纳原料28的容器26、加热所述容器26的加热器30构成，由设置了流量控制阀32的原料供给通路36，该原料气供给装置40与真空室12连接。另外，氩气供给装置24由设置了流路控制阀32的氩气供给通路34与真空室12连接。
利用此种成膜处理装置10进行的成膜处理，首先，将基板1配置在处理台20上。此时，如果处理台20可以进行温度调节，就可以将基板1保持在低温，从而促进硅树脂的聚合。然后，为了较好地促进硅树脂的聚合反应，并且抑制该聚合反应以外的反应，将真空室12的内部抽真空。所述抽真空达到例如0.2Torr左右即可。
在所述环境中，进行利用等离子聚合反应的成膜。如果是进行硅树脂的成膜的情况，则作为原料28，使用常温下作为液体存在的六甲基二硅醚等即可。通过用加热器30加热所述原料28使之气化，导入达到负压的真空室12中。也可以在将所述气化的原料导入真空室12中时的原料供给通路36上，设置未图示的加热器，在再次加热后使之导入。同时也将氩气导入真空室12中。
其后，通过利用高频电极16对真空室12的内部施加高频电压，将六甲基二硅醚电离而等离子化，并在基板1的表面聚合，即形成具有疏液性的硅树脂聚合膜。通过像这样利用等离子体聚合进行疏液膜的成膜，就可以使在微细形状的部位处也形成疏液膜。
在如所述那样用疏液膜覆盖基板表面后，使所述疏液膜缺损成任意的图案形状。作为其方法，可以通过向特定位置照射UV或等离子体来形成。当然也可以采用物理性地切除的方法。
在如所述那样形成的疏液膜的缺损部上，涂布钯分散液。在涂布钯分散液的该工序中，本实施方式可以通过将基板直接浸渍在钯分散液中来将所述钯分散液涂布成规定的图案形状。而且，在利用浸渍进行钯分散液的涂布时，并且在所述疏液膜的膜厚较大的情况下，通过进行涂布部的脱气，可以有效地在特定位置进行钯分散液的涂布。
另外，在本实施方式中，不需要在干燥钯分散液后进行对基板表面的退火处理。这是因为，在涂布了钯分散液的位置以外，为了具有对镀覆液的疏液性，仅使附着有钯的位置与镀覆液接触而堆积镀层，因此钯再次分散的比率极低。
而且，在实施方式中，虽然在实施方式1和2中，分别将锡的镀层和氧化锌的镀层堆积在催化剂层上，但是也可以在实施方式1和2中，分别将锌的镀层和氧化锡的镀层堆积在基板表面。
另外，在钯分散液的涂布工序中，也可以利用例如喷墨法等将所述分散液涂布成特定图案。这样所述分散液的涂布就十分容易，因而生产效率提高。而且，在进行利用喷墨法的涂布时，所述分散液最好为粘度足够低的溶液。
另外，在实施方式中，采用透光性素材作为所使用的基板是因为，在形成了透明导电膜的图案的情况下，为了特别具有有用性，最好为透光性材料，即使是普通金属或陶瓷等，也不会对透明导电膜的图案形成造成妨碍。另外，实施方式中，虽然对基板表面的敏化处理为1个工序，但是也可以通过反复进行该处理数次来改善镀层的吸附。
在利用如上所示的透明导电膜的图案形成方法中，通过具有如下的特征，即，具有在基板表面形成由铂族元素构成的特定的敏感性图案的催化剂层形成工序、将所述基板浸渍在镀覆液中而在所述敏感性图案的表面上利用非电解镀堆积锌或锡的氧化物的成膜工序、加热堆积于所述敏感性图案的表面上的氧化锌或氧化锡而制成透明导电膜的退火工序，在由作为铂族元素的钯构成的催化剂层之上堆积锌或锡的氧化物，就可以通过实施退火处理而获得透明导电膜，从而可以不会损害电传导性、形成透明性优良的透明导电膜的图案。
另外，即使在具有在基板表面形成由铂族元素构成的特定的敏感性图案的催化剂层形成工序、将所述基板浸渍在镀覆液中而在所述敏感性图案的表面上利用非电解镀堆积锌或锡的氧化物的成膜工序、在氧化气氛中加热堆积于所述敏感性图案的表面上的锌或锡而使之氧化并制成透明导电膜的退火工序的情况下，也可以获得与所述方法近似相同的作用。
另外，在所述方法中，通过使所述催化剂形成工序由在所述基板表面上将分散了铂族元素的溶液涂布成特定的图案的涂布工序、将所述溶液加热固定在所述基板表面上的烧成工序构成，在成膜工序中，铂族元素就不会再次分散到镀覆液内。
另外，在所述方法中，通过使所述催化剂层形成工序由在基板表面上形成疏液膜的疏液膜形成工序、使所述疏液膜缺损成特定图案上而得到亲液部的亲液工序、在所述亲液部上涂布分散了钯的溶液的涂布工序、使所述溶液干燥固化的干燥工序构成，就不需要在涂布分散了钯的溶液之后，进行烧成工序。
另外，通过利用喷墨法进行分散了所述钯的溶液的涂布，就可以在基板上容易地形成规定图案。
另外，通过使用钯作为铂族元素，可以获得以下的作用。
即使在铂族元素中，钯在空气中或水中也极为稳定，耐腐蚀性强。另外，与适用作与钯相同的镀覆材料的铂、铑等相比，更为廉价。所以可以降低生产成本。
而且，在所述实施方式中，虽然使用钯作为铂族元素，但是也可以是铂、铑、铱、锇、钌等。
另外，在实施方式中，虽然具体地出示了各镀覆液的组成，但是本发明并不限定于该镀覆液，只要是可以利用非电解镀获得锡或氧化锌的镀层的镀覆液即可。
Claims (6)
1.一种透明导电膜的图案形成方法，其特征是，具有：在基板表面形成由铂族元素制成的特定的敏感性图案的催化剂层形成工序；将所述基板浸渍在镀覆液中而在所述敏感性图案的表面上利用非电解镀堆积氧化锌或镀锡层的成膜工序；以及将堆积于所述敏感性图案的表面上的氧化锌或镀锡层加热而制成透明导电膜的退火工序。
2.根据权利要求1所述的透明导电膜的图案形成方法，其特征是，在所述退火工序中，将堆积于所述敏感性图案的表面上的氧化锌或镀锡层在氧化气氛中加热而制成透明导电膜。
3.根据权利要求1或2所述的透明导电膜的图案形成方法，其特征是，所述催化剂层形成工序由在所述基板表面上将分散了铂族元素的溶液涂布成特定的图案的涂布工序、将所述溶液加热固定在所述基板表面上的烧成工序构成。
4.根据权利要求1或2所述的透明导电膜的图案形成方法，其特征是，所述催化剂层形成工序由在基板表面上形成疏液膜的疏液膜形成工序、使所述疏液膜缺损成特定图案而得到亲液部的亲液工序、在所述亲液部上涂布分散了铂族元素的溶液的涂布工序、使所述溶液干燥固化的干燥工序构成。
5.根据权利要求3所述的透明导电膜的图案形成方法，其特征是，分散了所述铂族元素的溶液的涂布是利用喷墨法进行的。
6.根据权利要求1或2所述的透明导电膜的图案形成方法，其特征是，所述铂族元素为钯。
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